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采油高粘度泵系统的组成特点跟振动噪音超标处理

2020-08-13 13:46:26
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[一]、采油高粘度泵系统的组成及其特点
  机械采油作为常规的人工举升开采方式,由于其技术成熟便于掌握、工作性能、适应性强,因而在当今世界各国油田生产中占有举足轻重的地位。特别是油田中后期,机械采油已成为油田主要的人工举升开采方式。目前世界上主要采用抽油机和潜油电泵作为机械采油的主要举升设备,而高粘度泵采油是近十年来发展起来的应用领域逐渐扩大、应用前景广阔并有望替代抽油机和潜油电泵等人工举升方式的新型机采方式。
  高粘度泵是一种旋转容积式泵,它兼有容积泵和离心泵的优点。高粘度泵运动部件少,没有阀件和复杂的流道,吸入性能好,水力损失小,举升介质连续均匀吸入和排出使固体颗粒不易沉积,不易出现卡泵和气锁现象。
  目前应用的高粘度泵采油系统主要有两种,一种是地面驱动单螺杆泵采油系统,另一种是潜油电机驱动单螺杆泵采油系统。
  地面驱动高粘度泵采油系统是地面动力带动抽油杆柱旋转,使高粘度泵转子低速转动实现举升的机械采油设备。潜油电机驱动高粘度泵采油系统是井下潜油电机直接驱动高粘度泵转子高速转动实现举升的机械采油设备。
  高粘度泵采油作为一种新兴的人工举升方式,投资少、设备结构简单、操作方便、节能以及适应性强等以能降低采油成本提高采油效益等诸如抽油机柱塞泵、潜油电泵、水力活塞泵等机采方式无法比拟的优点而倍受油田重视,并有望成为油田主要的机采方式之一。
  [二]、高粘度泵振动噪音超标处理
  高粘度泵和电机工作时发生振动、噪声超标的原因:
  (1)泵方面产生的因素
  (a)因螺杆工作螺旋长度不合理而产生振动噪音。一般单级泵工作螺旋长度取L=(1.2-1.5)H,多级泵取L=Z*H+0.09H(Z为密封腔数)。
  注意:尽管讲高粘度泵运转平稳无脉动和搅动,但实际上还是脉动的,只是相对活塞泵、柱塞泵、齿轮泵等而言,其脉动频率F=(N*H)/60,所以应尽量使泵自身频率与基座的自振频率错开大一点,或者采取隔振措施,避免产生共振现象。
  (b)泵结构设计时尽量提高壳体,螺杆等主要零部件的刚度,减少挠度,一般使用场合壳体和底座尽量使用铸铁,军用产品要使用铸钢、铜和焊接件,这样有助于减少振动和噪音。
  (c)泵体进出口腔的流道设计得顺滑,流速平稳,不要设计得一会儿收缩,一会儿扩大,这样会产生流体冲击振动和噪音,流速尽量低一些。
  (d)对于螺旋端与出口端成1800,使其质量尽量平衡,分体均匀,减少不平衡质量,使其运转平稳,时可作动平衡试验。
  (e)合理选择旋转零件的公差配合和形位公差,提高同心度和对称度精度。
  (f)提高螺杆精度和加工设备自身精度等级,同时增加一些工装,提高产品质量,同时可达到零部件的互换。
  (g)尽量避免泵在汽蚀情况下工作,为延长泵的使用寿命,宜定期检查维修。
  (h)泵输送的液体粘度超过规定要求,使其输送粘度阻力加大,产生汽蚀,振动噪音增大,可采取输送介质加温和管道保温措施降低输送阻力。
  (2)机组安装和系统布置产生的因素
  (a)泵的电机和联轴器安装时应保持对中、同心,随着高粘度油泵机组的转速提高,其安装精度也要相应提高。
  (b)系统管路布置要合理,尽量减少弯头阀门长度,时做系统管道阻力计算,其值不要超过泵允许吸入能力,同时要计算原中心与油箱或油池液面的相对几何高度,此值与管道阻力一起考虑,不要超过规定要求。
  (c)系统装置的油箱要有足够的油量,使其有足够的液面高度,对于油面有变化的油舱,油罐应有液面警报装置,或保护设备避免泵产生汽蚀或抽空现象,尤其对三螺杆泵更为重要。
  (d)泵吸入管道的布置不应有高于泵吸口高度的弯管现象(增压的管道除外)存在,同时管道连接处、阀门等不得有漏气现象。
  (e)泵吸入管道上的过滤器要定时清洗,一旦堵塞或流通截面过小也要产生振动和噪音,一般取滤网流通面积为吸管面积的6~10倍,如果输送介质粘度很大时,倍数还要增加,三螺杆泵取80目以上,双螺杆泵取40~60目。
  (f)对于高粘度介质液体在泵吸口要设置加热设备,管道和泵要设置保温措施,尤其在北方冬天使用场所,其中可采用蒸汽和电热或导热油等方法。
  (g)吸入系统和排除系统的管路要用支架固定,避免产生振动。
  (h)安装的电机组启动时要观察电机的转向是否与泵要求的转向一致,采用点击启动,及时更正以机组。